JPS6344883A - 新規なヒアルロニダ−ゼsd−678およびその製造法 - Google Patents

新規なヒアルロニダ−ゼsd−678およびその製造法

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JPS6344883A
JPS6344883A JP18861286A JP18861286A JPS6344883A JP S6344883 A JPS6344883 A JP S6344883A JP 18861286 A JP18861286 A JP 18861286A JP 18861286 A JP18861286 A JP 18861286A JP S6344883 A JPS6344883 A JP S6344883A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の属する技術分野] 本発明は、新規な酵素ヒアルロニダーゼSD−678お
よびその製造法に関する。
[従来の技術とその問題点] ヒアルロニダーゼは酸性ムコ多糖の一種であるヒアルロ
ン酸を分解する能力を有する酵素の総称であり、動物組
織およびある種の微生物の培養物中にその存在が知られ
ている。
動物由来のヒアルロニダーゼとしては、例えば、牛や羊
の率丸から抽出・分離されたものが研究用試薬として市
販されおり、また、微生物由来のヒアルロニダーゼとし
ては、例えば、ストレプトマイセスーヒアルロリティカ
ス・ノブ・エスピー(Streptomyces hy
alurolyticus NOV、 SP、)の培養
物から分離されたものが研究用試薬として市販されてい
る。
一方、ヒアルロニダーゼのある種のものは、皮下注射に
おける薬剤の吸収拡散促進剤として使用されており、ま
た、内科領域においては心筋梗塞の治療剤として利用す
ることが検討されている。
従来、微生物由来のヒアルロニダーゼとしてはストレプ
トマイセス属、スタフィロコッカス属、ストレプトコツ
カス属、プロピオニバクテリウム属、ペプトストレプI
・コツカス属由来のヒアルロニダーゼが知られている。
本発明者等は種々研究の結果、従来のヒアルロニダーゼ
とは種々の点で性質の異なる新規なヒアルロニダーゼS
D−678をストレプトコッカス壷ディスガラクチ4 
x (Streptococcusdysgalact
iae)の培養物中に見出し、鋭意研究の結果、本発明
を完成した。
[発明の構成] ■、ヒアルロニダーゼSD−678の性質について: 本発明のヒアルロニダーゼSD−678は次のような理
化学的性質を有する。
a)作用: エンドβ−ヘキソサミニダーゼ b)基質特異性: ヒアルロン酸およびコンドロイチンを分解し、コンドロ
イチン硫酸A、コンドロイチン硫酸C、デルマタン硫酸
、ヘパリン、ヘパラン硫酸およびケラト硫酸を分解せず
ヒアルロニダーゼSD−678はヒアルロン酸に特異性
が高く、ヒアルロン酸を基質としたときの活性値を10
0%とすると、コンドロイチンを基質としたときの相対
活性値は約3%である。
C)至適pHおよび安定pH範囲: イ)至適PI(:PH5,8〜6.6 各種pHにおけるヒアルロニダーゼSD−678の酵素
活性を後記の力価測定法において、加える緩衝液を各種
pHの酢酸緩衝液、リン酸緩衝液又はトリス−マレイン
酸緩衝液に代えて測定した。ヒアルロニダーゼSD−6
78の至適pHは5.8〜6.6である。
口)安定pH:pH5、0〜9’、 0ヒアルロニダー
ゼSD−678をpH3、0〜10.0の各種pl(の
エチレンジアミン−酢酸緩衝液中、37℃で15分間放
置し′た後、後記の力価測定法に従ってその残存活性を
測定した。ヒアルロニダーゼSD−678はpH5、0
〜9 、0(7)範囲で安定である。
d)力価測定法: ヒアルロン酸にヒアルロニダーゼSD−678を37℃
で作用させたとき、1分間に1マイクロモル(ILmo
le)の2−アセトアミド−2−デオキシ−3−0−(
β−D−グルコー4−エネビラノシルウロン酸)−D−
グルコース(以下「Δd 1−HAJと記す)を遊離さ
せる酵素量(力価)が1単位である。
詳しくは、本酵素はヒアルロン酸又はコンドロイチンの
β−へキソサミニド結合を分解するリアーゼ(脱離酵素
)である。
ヒアルロン酸に本酵素を作用させると、ヒアルロン酸か
ら不飽和三糖であるΔdi−HAを遊離させる。それゆ
え、ヒアルロン酸と本酵素を37℃で反応させ、反応物
中のΔdi−HAをMorgan−Elson法で測定
することにより力価を測定する。
詳細な力価測定法は以下に記す。
[ヒアルロニダーゼSD−678の力価測定法](イ)
ヒアルロン酸溶液の調製 ヒアルロン酸ナトリウム0.2gを水 に溶解し、全量を1004とする。
(ロ)リン酸緩衝液の調製 リン酸水素二ナトリウム(Na2 HPO4・12H2
0)6.62gとリン酸二水素ナトリウム(NaH2P
O2m 2H20)11.32.gおよび牛血清アルブ
ミン0.2gを水に溶解し、全量をtoo。
−とする。
(ハ)ホウ酸カリウム溶液の調製 ホウ酸カリウム(K2 B407・ 4 H20) 5 gを水に溶解し、2Mの水酸化カリ
ウム水溶液でpHを9.0に調整した後、全量を100
m/とする。
(ニ)p−ジメチルアミノベンズアルデヒド溶液の調製 p−ジメチルアミノベンズアルデヒド 16gを酢酸95−と塩酸5WIJの混液に溶解する。
(ホ)反応および測定 上記ヒアルロン酸溶液0.25−に上 記リン酸緩衝液0.25−を加えて撹拌した後、ヒアル
ロニダーゼSD−678の試料溶液0.14を加えて撹
拌し、 37℃で10分間反応させる。反応後、直ちにlOOo
Cで1分間加熱した後、氷水中で冷やし、上記ホウ酸カ
リウム溶液0.5m/を加えて撹拌し、ZoooCで7
分間加熱する。加熱後、氷水中で冷やし、これに酢酸5
wJと上記p−ジメチルアミノベンズアルデヒド溶液2
−を加えて撹拌し、37℃で20分間放置した後、比色
計を用いて585nmにおける吸光度を測定する。
e)作用適温の範囲: 至適温度:37℃付近 作用温度:20〜50℃ ヒアルロニダーゼ5I)−678を前記の力価測定法の
反応温度を所定の温度に変えて10分間反応させ、それ
ぞれの温度での酵素活性を測定した1ヒアルロニダーゼ
SD−678の至適温度は37℃付近であり、作用適温
の範囲は20〜50℃である。
f)p)l、温度などによる失活の条件:1)ヒアルロ
ニダーゼSD−678をpH4,5のエチレンジアミン
−酢酸緩衝液中、37℃で15分間放置することにより
約80%失活する。
ii )ヒアルロニダーゼSD−678をpH7,2の
リン酸M衝液中、80℃で30分間放置することにより
約100%失活する。
1ii)ヒアルロニダーゼSD−678を50mMの亜
硫酸ナトリウム、システィン又はメルカプトエタノール
を含むpH6、5のリン酸緩衝液中、37℃で10分間
放置することにより約100%失活する。
g)阻害および安定化: 1)各種金属の塩化塩をヒアルロニダーゼSD−678
に加えて、前記の力価測定法で活性を測定したところ、
50mMの金属イオン濃度での主な阻害金属イオンはF
e2+、Cu ”+、Pb’2”、Hg2+−?l’、
これらは90%以上阻害する。また、Zn2+は約80
%、Cd2+は約40%阻害する。
ii )ヒアルロニダーゼSD−6785単位を0.0
5Mリン酸緩衝液(p)16 、2)  1dに溶解し
た液およびヒアルロニダーゼSD−8785単位と牛血
清アルブミン0.25mg又はゼラチン0.25mgと
を0.05Mリン酸緩衝液(pH6、2) 1m/に溶
解した液を4℃に5日間放置し、その残存活性を測定す
るとき、牛血清アルブミン又はゼラチンを添加した液の
残存活性は約95%であるが、無添加の液の残存活性は
約25%であり、ヒアルロニダーゼSD=678は牛血
清アルブミン又はゼラチンの添加により安定化する。
h)分子量 セファアクリルS−200を用いたゲルろ過法でヒアル
ロニダーゼSD−678の分子量を測定した。
ヒアルロニダーゼSD−678のゲルろ過法テノ分子量
は125.OOO±10.’000である。
i)電気泳動による移動度 結晶構造の解析および元素分析は、ヒアルロニダーゼS
D−678が結晶化されていないので実施できない。そ
こで、ヒアルロニダーゼSD−678の電気泳動での移
動度を4111定した。
セルロースアセテート膜を支持体として1.0.05M
トリス−マレイン酸緩衝液(pH6,0)を用いて、0
 、5 mA/ amで3σ分間通電してヒアルロニダ
ーゼSD−678(1)電気泳動を行い、陽極側に泳動
される牛血清アルブミンの移動度を+1.0とするとき
、ヒアルロニダーゼSD−678の移動度ハへ +0.
3である。
本発明に用いる微生物としては、ストレプトコッカス・
ディスガラクティエに属する菌株であれば如何なるもの
でもよい。かかる菌株としては、lID678号として
東京大学医科学研究所に寄託されているものが挙げられ
る。
また、微生物としては、ストレプトコッカスeディスガ
ラクチイエを、例えば、xtlliI、γ線、紫外線等
の照射処理、又は、エチルメタンスルホネート、ニトロ
ングアニジン等の薬剤処理、形質転換、形質導入、接合
、遺伝子操作等の通常用いられる菌株変異処理方法によ
ってヒアルロニダーゼSD−678の生産能を高めたも
のを用いてもよい。
従来のヒアルロニダーゼとの比較: ヒアルロニダーゼSD−678は前記したような理化学
的性質を有している。
従来からヒアルロニダーゼは動物の組織やある種の微生
物の培養物中にその存在が知られている。
動物由来のヒアルロニダーゼはいずれも加水分解酵素で
あり、ヒアルロン酸に作用して4糖又は6糖を生成する
ことから、リアーゼであるヒアルロニダーゼSD−67
8とはその作用の点で異なっている。
一方、微生物由来のヒアルロニダーゼで、その理化学的
性質が検討されているヒアルロニダーゼとしては、スト
レプトマイセス・ヒアルロリイティカス・ノボ・エスピ
ー、ストレプトマイセス・コガネイエンスNo、j32
31、スタフィロコッカス争アウレウス、ペプトストレ
ブトコッヵス・エスピー84H14S、 プロピオニバ
クテリウム・アクネス又はストレプトコッカス・ピオゲ
ネスの産生ずるヒアルロニダーゼがある。
ここで、これらの微生物由来のヒアルロニダーゼとヒア
ルロニダーゼSD−678の性質を比較して表に示す。
従来から知られている微生物由来のヒアルロニダーゼは
、ヒアルロン酸のβ−へキンサミニド結合を分解するリ
アーゼであり、作用の点ではいずれも共通している。
しかし、ストレプトマイセス、ペブトストレプトコッカ
スおよびプロピオニバクテリウム由来のヒアルロニダー
ゼとヒアルロニダーゼSD−678とは基質特異性、至
適pH1分子量などの点でその性質が異なる。また、ス
タフィロコッカス由来のヒアルロニダーゼとは至適PH
や分子量の点でその性質が異なる。
ヒアルロニダーゼSD−678とストレプトコッカス・
ピオゲネスのヒアルロニダーゼとは分子量が異なり、ヒ
アルロニダーゼSD−678(7)方が分子量が大きい
。また、ヒアルロニダーゼSD−678の至適pH範囲
は広く、使用に際し有利である。更に、ストレプトコッ
カス・ピオゲネスのヒアルロニダーゼは酸化剤に対して
は不安定であるが、ヒアルロニダーゼSD−678は酸
化剤に対してほとんど影響を受けないので、酸化剤存在
下でヒアルロン酸を分解するときは本酵素の方が適して
いる。他方、ヒアルロニダーゼSD−678は還元剤に
よって失活するが、ストレプトコッカス争ピオゲネスの
ヒアルロニダーゼは還元剤によって安定化することが知
られている。
次にヒアルロニダーゼSD−678とストレプトコッカ
ス・ピオゲネスのヒアルロニダーゼの抗血清を作成し、
血清学的性質を調べた。
[抗血清の調製] ヒアルロニダーゼ5O−678又はストレプトコッカス
拳ピオゲネス由来のヒアルロニダーゼをそれぞれ100
単位生理的食塩液0.5dに溶解し、等量の完全アジュ
バントと混合して懸濁液を作成し、家兎の皮下に0.2
wJずつ5ケ所に皮下注射をした。この操作を1週間間
隔で3回行った後、2週間後にそれぞれに家兎から全血
採血し、血清を分離して、それぞれのヒアルロニダーゼ
の抗血清を得た。
[抗血清との反応] ヒアルロニダーゼSD−6781単位又はストレプI・
コツカス・ピオゲネス由来のヒアルロニダーゼ 1単位
を0.05Mリン酸緩衝液(pH6,2)0.5++1
/に溶解し、この液にそれぞれの抗血清0.5++tl
を加えて攪拌し、室温に15分間放置した後、前記力価
測定法でその力価を測定した。対照として正常家兎血清
を用いて同様に測定した。
ヒアルロニダーゼSD−678の抗血清はヒアルロニダ
ーゼSD−678の酵素活性を阻害したが、正常家兎血
清およびストレプトコッカス・ピオゲネス由来のヒアル
ロニダーゼの抗血清は全く酵素活性を阻害しなかった。
一方、ストレプトコッカス・ピオゲネス由来のヒアルロ
ニダーゼの抗血清はストレプトコッカス・ピオゲネス由
来のヒアルロニダーゼの酵素活性を阻害したが、ヒアル
ロニダーゼSD−678の抗血清および正常家兎血清で
はその酵素活性は全く阻害されなかった。
このようにヒアルロニダーゼSD−678の諸性質につ
いて、この出願前の公知のヒアルロニダーゼと比較検討
した結果1本発明のヒアルロニダーゼSD−678は従
来より公知の一物由来のヒアルロニダーゼおよび微生物
由来のヒアルロニダーゼとは種々の点で質的に相異して
いる新規な゛ヒアルロニダーゼであることが判明した。
一方、ヒアルロニダーゼSD−678の生産菌であるス
トレプトコッカス・ディスガラクティエは動物の皮膚な
どから分離される細菌であり、人に対する病原性はほと
んどないことが知られており、ヒアルロニダーゼSD−
678の生産に際しては一般的な設備を使用できる。他
方、ストレプトコッカス−ピオゲネスは人に対して病原
性を有するので、そのヒアルロニダーゼ生産に際しては
、充分に注意する必要がある。
なお、ストレプトコッカス・ディスガラクティエI I
D−678又はストレプトコッカス・ピオゲネスlID
−715をそれぞれ血液寒天培地(極東製薬部)に接種
して、37℃で1晩培養した後、滅菌処理した酵母エキ
ス2%、ベプトン0.5%、リン酸水素二カリウム0.
4%、グルコース2%(pH7、2) 100td力ラ
ナル液体培地に菌を2白金耳接種し、37℃で24時間
振盪培養を行い、得られた培養物を遠心分離して培養上
清を得た。この培養上清のヒアルロニダーゼ活性を前記
の力価測定法で測定したところ、ストレプトコッカス・
ディスガラクティエの培養上清の粗酵素活性は230単
位であり、ストレプトコッカス・ピオゲネスlID−7
15の培養上清の粗酵素活性の約60倍であった。
このよう&4このヒアルロニダーゼ507−678はス
トレプトコッカス・、ピオゲネス由来のヒアルロニダー
ゼより製造がしやすく、かつ、生産性がよい。
II 、ヒアルロニダーゼSD−678の製造法につい
て: 本発明のヒアルロニダーゼ5O−678は、例えば、ス
トレプトコッカス・ディスガラクティエを培地に培養し
、得られる培養物からヒアルロニダーゼSD−678を
分離・精製することにより製造される。
培養方法は一般的微生物培養方法に準ずれば、いずれの
方法でもよいが1通常は液体培地による振盪又は撹拌培
養法が有利である。
培養に用いる培地としては、ストレプトコッカス・ディ
スガラクティエが栄養源として利用できる培地成分であ
ればよい。
例えば、炭素源としては、グルコース、マンノース、i
a粉、糖蜜、液化澱粉、グリセリン等を用いることがで
きる。
また、窒素源としては、例えば肉エキス、酵母エキス、
ペプトン、カゼイン加水分解物、ゼラチン、コーンミー
ル、大豆粉、リン酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、
尿素等を用しζることができる。
また、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム
、塩化カリウム、炭醜カルシウム、塩化マンガン、塩化
マグネシウム、硫酸ナトリウム等の各種無機塩類も必要
に応じて添加できる。
一方、ヒアルロニダーゼ5I)−678誘導物質として
ヒアルロン酸、コンドロイチン又は部分的に脱硫酸化し
たコンドロイチン硫酸を培地に添加することにより、ヒ
アルロニダーゼSD−678の生産能を高めることがで
きる。
しかし、ヒアルロニダーゼSD−678は還元剤によっ
て失活するので、培地中に還元剤を添加することは好ま
しくない。
上記したような培地成分は適宜組合せても、また培地途
中で添加してもよい。
また、培養中発泡の著しい時には、例えば大豆油、亜麻
仁油等の植物油、オクチルアルコール等の高級アルコー
ル類、シリコン化合物等の消泡剤を適宜添加すればよい
培養温度は37℃前後が適当であり、培養時間は10〜
30時間が適当である。
培養容量の増大に従って適宜種培養を行うと好結果が得
られる。
以上述べた培養条件は使用菌株の特性に応じてそれぞれ
最適の条件を選択して適用される。
このようにして培養し、得られた培養物からヒアルロニ
ダーゼSD−678を分離精製する。
ヒアルロニダーゼSD−678は主に培養物中の菌体外
に含有されている、ので、ろ過、遠心分離等の手段によ
り、培養物を菌体と培養液に分離し、一般酵素の精製法
によりヒアルロニダーゼSD−678を精製すればよい
。   、即ち、減圧濃縮、凍結乾燥、透析、硫安分別
、限外ろ過、遠心分離、イオン交換体を使用するクロマ
トグラフィー、ゲルろ過、有機溶媒を使用する分別沈殿
等の酵素の分離、精製手段を単独あるいは任意に組み合
わせて、また必要に応じて反復して用いることにより培
養ろ液からヒアルロニダーゼSD−678が分離、精製
、採取される。
[発明の実施例] 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、こ
れらの実施例は本発明の範囲を何ら制限するものではな
い。
実施例1 スI・レプトコッ力スeディスガラクチイエI ID−
678株をウマ血液寒天培地(極東製薬製)に接種して
、37℃で1晩培養した。
次に、酵母エキス2%、ペプトン0.5%、リン酸水素
二カリウム0.4%、グルコース2%(pH7、2)か
らなる培地溶液を500d容坂ロフラスコ4木にそれぞ
れ100−入れ、121℃で15分間加圧滅菌した。こ
のフラスコに前記培養菌をそれぞれ2白金耳接種し、3
7℃で10時間培養した。
別に上記と同じ組成の培地溶液201を301のジャー
ファーメンタ−に入れ、121℃で20分間滅菌した後
、別に滅菌した1%ヒアルロン酸ナトリウム溶液2文を
無菌的に加えた後、前記の4木のフラスコ培養液を加え
て37℃で12時間j8養した。途中、培地cy)pH
は、3N  NaOH溶液を適宜加えて中性に保つ。
このようにして得られた培養液をラジオライト(昭和化
学工業製)をろ過助剤に用いてろ別し、ろ液を得た。こ
のろ液を10℃まで水冷し、70%飽和硫安濃度になる
ように硫安を加えて、撹拌した後、液温を10℃に保ち
ながら2時間放置した。
この塩析で生じた沈殿物を遠心分離して集め、0.02
5M)リス−塩酸緩衝液(pH7、8)50mlに溶解
した後、同じ緩衝液15文に対して20時間透析した。
次に、この掖をDEAE−セルロースを充填したカラム
を通過させ、カラムを0.025M)リス−塩酸緩衝液
で洗浄した後、0.2M  NaC1を含む0.025
M)リス−塩酸緩衝液で溶出して、溶出液を集め、濃縮
した後、0.05Mリン酸緩衝液(pH5、8)に対し
て20時間透析した。この液をPhospho−セルロ
ースを充填したカラムに通過させ、0.05Mリン酸緩
衝液(p)15 、8)でよく洗浄した後、0.05M
のpH5,8とpH7、0のリン酸緩衝液を用いてpH
グラジェント溶出を行い、目的物を含む両分を集め20
−まで濃縮した。この液をセファアクリルS−300(
’ファルマシア社製)を充填したカラムでゲルろ過を行
い、目的物の溶出される両分を集めて凍結乾燥して、粉
末ヒアルロニダーゼSD−67812+*gを得た。
こうして得たヒアルロニダーゼSD−678の比活性を
力価測定法に従って測定したところ1.500単位/■
gであった。
[発明の効果] 本発明によれば、新規なヒアルロニダーゼを提供するこ
とができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)次の理化学的性質: 作用: エンドβ−ヘキソサミニダーゼ 基質特異性: ヒアルロン酸およびコンドロイチンを分解し、コンドロ
    イチン硫酸A、コンドロイチン硫酸C、デルマタン硫酸
    、ヘパリン、ヘパラン硫酸およびケラト硫酸を分解せず
    。 至適pHおよび安定pH範囲: 至適pH pH5.8〜6.6 安定pH pH5.0〜9.0 作用適温の範囲: 至適温度:37℃付近 作用適温の範囲:20〜50℃ pH、温度などによる失活の条件: i)pH4.5のエチレンジアミン−酢酸緩衝液中、3
    7℃で15分間放置することにより約80%失活する。 ii)pH7.2のリン酸緩衝液中、80℃で30分間
    放置することにより約100%失活する。 iii)50mMの亜硫酸ナトリウム、システイン又は
    メルカプトエタノールを含むpH6.5のリン酸緩衝液
    中、37℃で10分間放置することにより約100%失
    活する。 阻害および安定化: i)Fe^2^+、Cu^2^+、Pb^2^+および
    Hg^2^+により阻害される。 ii)牛血清アルブミン又はゼラチンを加えることによ
    り安定化する。 分子量: 125,000±10,000(セファアクリルS−2
    00によるゲルろ過法) 電気泳動による移動度: セルロースアセテート膜を支持体として、 0.05Mトリスーマレイン酸緩衝液(pH6.0)を
    用いて、0.5mA/cmで30分間通電して電気泳動
    を行い、陽極側に泳動される牛血清アルブミンの移動度
    を+1.0とするときの移動度は+0.3である。 を有することを特徴とするストレプトコッカス・ディス
    ガラクティエ(Streptococcus dysg
    alactiae)由来のヒアルロニダーゼSD−67
    8。
  2. (2)ストレプトコッカス・ディスガラクティエ(St
    reptococcus dysgalactiae)
    又はその変異株を培地に培養し、得られた培養物からヒ
    アルロニダーゼSD−678を分離、採取することを特
    徴とするヒアルロニダーゼSD−678の製造法。
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